1المركز الدولي لنظرية تقنيات الكم ، جامعة جدانسك ، Wita Stwosza 63 ، 80-308 جدانسك ، بولندا
2معهد المعلوماتية النظرية والتطبيقية ، الأكاديمية البولندية للعلوم ، Batycka 5 ، 44-100 Gliwice ، بولندا
تجد هذه الورقة مثيرة للاهتمام أو ترغب في مناقشة؟ Scite أو ترك تعليق على SciRate.
ملخص
يستخدم القانون الثاني للديناميكا الحرارية التغيير في الطاقة الحرة للأنظمة العيانية لوضع حد للعمل المنجز. يلعب Ergotropy دورًا مشابهًا في السيناريوهات المجهرية ، ويتم تعريفه على أنه الحد الأقصى من الطاقة التي يمكن استخلاصها من النظام عن طريق عملية أحادية. في هذا التحليل ، نحدد كمية الشريان الذي يمكن إحداثه في النظام نتيجة تفاعل النظام مع الحمام الحراري ، مع منظور استخدامه كمصدر للعمل الذي تقوم به الآلات المجهرية. نحن نقدم الالتزام الأساسي بكمية ergotropy التي يمكن استخلاصها من البيئة بهذه الطريقة. يتم التعبير عن الحد من حيث اختلاف الطاقة الحرة غير المتوازنة ويمكن أن يكون مشبعًا في حد البعد اللانهائي لهاملتونيان للنظام. يتم تحليل عملية الاستخراج التي تؤدي إلى هذا التشبع عدديًا لأنظمة الأبعاد المحدودة. علاوة على ذلك ، نطبق فكرة استخراج ergotropy من البيئة في تصميم فئة جديدة من المحركات الحرارية الشوطية ، والتي نطلق عليها محركات الدورة المفتوحة. يمكن تحسين الكفاءة وإنتاج العمل لهذه الآلات تمامًا لأنظمة الأبعاد 2 و 3 ، ويتم توفير التحليل العددي للأبعاد الأعلى.
► بيانات BibTeX
ferences المراجع
[1] Åberg J. استخراج عمل يشبه العمل حقًا عبر تحليل طلقة واحدة. اتصالات الطبيعة. 2013 يونيو ؛ 4 (1): 1925. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms2712.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms2712
[2] Seifert U. القانون الأول والثاني للديناميكا الحرارية عند اقتران قوي. فيس القس ليت. 2016 يناير ؛ 116: 020601. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.116.020601.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.116.020601
[3] ستراسبيرج ف ، إسبوزيتو إم ، معدلات إنتاج إنتروبيا غير ماركوفية وسلبية. القس فيز إي. 2019 يناير ؛ 99: 012120. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.99.012120.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.99.012120
[4] Brandão F ، Horodecki M ، Ng N ، Oppenheim J ، Wehner S. القوانين الثانية للديناميكا الحرارية الكمومية. وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم. 2015 ؛ 112 (11): 3275-9. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1073 / pnas.1411728112.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1073 / pnas.1411728112
[5] Skrzypczyk P، Short AJ، Popescu S. استخراج العمل والديناميكا الحرارية لأنظمة الكم الفردية. اتصالات الطبيعة. 2014 ؛ 5 (1): 4185. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms5185.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms5185
[6] Biswas T ، Junior AdO ، Horodecki M ، Korzekwa K. علاقات التقلب والتبديد لعمليات التقطير الديناميكي الحراري. 2022 مايو ؛ 105: 054127. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.105.054127.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.105.054127
[7] جارزينسكي ج.المساواة غير المتوازنة لفروق الطاقة الحرة. فيس القس ليت. 1997 أبريل ؛ 78: 2690-3. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.78.2690.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.78.2690
[8] إسبوزيتو إم ، هاربولا يو ، موكامل س. تقلبات التوازن غير المتوازنة ، نظريات التذبذب ، وإحصاءات العد في أنظمة الكم. القس وزارة الدفاع فيز. 2009 ديسمبر ؛ 81: 1665-702. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.81.1665.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.81.1665
[9] Campisi M ، Hänggi P ، Talkner P. الندوة: علاقات التذبذب الكمي: الأسس والتطبيقات. القس وزارة الدفاع فيز. 2011 يوليو ؛ 83: 771-91. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.83.771.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.83.771
[10] Alhambra AM ، Masanes L ، Oppenheim J ، Perry C. العمل المتقلب: من المطابقات الديناميكية الحرارية الكمية إلى المساواة القانونية الثانية. Phys Rev X. 2016 أكتوبر ؛ 6: 041017. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.6.041017.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.6.041017
[11] اللهفيرديان AE ، Balian R ، Nieuwenhuizen TM. استخراج العمل الأقصى من أنظمة الكم المحدودة. رسائل Europhysics (EPL). 2004 أغسطس ؛ 67 (4): 565-71. متاح من:.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1209 / EPL / i2004-10101-2
[12] Ruch E ، Mead A. مبدأ زيادة طابع الاختلاط وبعض نتائجه. ثيوريتيكا تشيميكا أكتا. 1976 أبريل ؛ 41: 042110. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01178071.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1007 / BF01178071
[13] Alicki R ، Fannes M. تعزيز التشابك للعمل القابل للاستخراج من مجموعات البطاريات الكمومية. المراجعة الفيزيائية E. 2013 أبريل ؛ 87 (4). متاح من: http: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.87.042123.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.87.042123
[14] Binder FC و Vinjanampathy S و Modi K و Goold J. Quantacell: شحن قوي للبطاريات الكمومية. مجلة جديدة للفيزياء. 2015 يوليو ؛ 17 (7): 075015. متاح من: https: / / doi.org / 10.1088 / 1367-2630 / 17/7/075015.
https://doi.org/10.1088/1367-2630/17/7/075015
[15] Campaioli F و Pollock FA و Binder FC و Céleri L و Goold J و Vinjanampathy S وآخرون. تعزيز قوة شحن البطاريات الكمية. فيس القس ليت. 2017 أبريل ؛ 118: 150601. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.118.150601.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.118.150601
[16] Monsel J، Fellous-Asiani M، Huard B، Auffèves A. التكلفة النشطة لاستخراج العمل. فيس القس ليت. 2020 مارس ؛ 124: 130601. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.124.130601.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.124.130601
[17] Hovhannisyan KV ، Barra F ، Imparato A. الشحن بمساعدة التحويل الحراري. بحوث القس الفيزيائي. 2020 سبتمبر ؛ 2: 033413. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.2.033413.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.2.033413
[18] Alimuddin M ، Guha T ، Parashar P. هيكل الحالات السلبية وتداعياتها في شحن البطاريات الكمومية. 2020 أغسطس ؛ 102: 022106. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.102.022106.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.102.022106
[19] Alimuddin M ، Guha T ، Parashar P. مقيدة على فجوة ergotropic للحالات ثنائية الأجزاء القابلة للفصل. Phys Rev A. 2019 مايو ؛ 99: 052320. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.052320.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.052320
[20] Puliyil S ، Banik M ، Alimuddin M. التوقيعات الديناميكية الحرارية للتشابك متعدد الأطراف حقًا. فيس القس ليت. 2022 أغسطس ؛ 129: 070601. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.129.070601.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.129.070601
[21] Alimuddin M ، Guha T ، Parashar P. استقلالية العمل والإنتروبيا لأنظمة الكم المحدودة المتساوية الطاقة: طاقة الحالة السلبية كمحدد كمي للتشابك. 2020 يوليو ؛ 102: 012145. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.102.012145.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.102.012145
[22] فرانسيكا جي ، بيندر إف سي ، غوارنييري جي ، ميتشيسون إم تي ، جولد جيه ، بلاستينا إف. فيس القس ليت. 2020 أكتوبر ؛ 125: 180603. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.180603.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.180603
[23] سون أ ودفنر س. إنتروبيا. 2021 ؛ 23 (9). متاح من: https: / / doi.org/ 10.3390 / e23091107.
الشبكي: / / doi.org/ 10.3390 / e23091107
[24] Pusz W، Woronowicz SL. الحالات السلبية وحالات KMS لأنظمة الكم العامة. التواصل الرياضيات فيز. 1978 ؛ 58 (3): 273-90. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01614224.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1007 / BF01614224
[25] Sparaciari C ، Jennings D ، Oppenheim J. عدم الاستقرار النشط للحالات السلبية في الديناميكا الحرارية. اتصالات الطبيعة. 2017 ديسمبر ؛ 8 (1): 1895. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1038 / s41467-017-01505-4.
https://doi.org/10.1038/s41467-017-01505-4
[26] Łobejko M ، Mazurek P ، Horodecki M. الديناميكا الحرارية للحد الأدنى من اقتران المحركات الحرارية الكمية. الكم. 2020 ديسمبر ؛ 4: 375. متاح من: https: / / doi.org/ 10.22331 / q-2020-12-23-375.
https://doi.org/10.22331/q-2020-12-23-375
[27] Łobejko M. عدم مساواة القانون الثاني الضيقة للأنظمة الكمية المتماسكة والحمامات الحرارية ذات الحجم المحدد. اتصالات الطبيعة. 2021 فبراير ؛ 12 (1): 918. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1038 / s41467-021-21140-4.
https://doi.org/10.1038/s41467-021-21140-4
[28] سكوفيل هيد ، شولز دوبوا EO. ثلاثة مستويات من الماسكات كمحركات حرارية. فيس القس ليت. 1959 مارس ؛ 2: 262-3. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.2.262.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.2.262
[29] سكولي مو. الاحتراق الكمي: تحسين كفاءة المحرك الحراري المثالي. فيس القس ليت. 2002 يناير ؛ 88: 050602. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.88.050602.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.88.050602
[30] Jacobs K. القياس الكمي والقانون الأول للديناميكا الحرارية: تكلفة الطاقة للقياس هي قيمة العمل للمعلومات المكتسبة. المراجعة الفيزيائية E. 2012 أكتوبر ؛ 86 (4). متاح من: http: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.86.040106.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.86.040106
[31] Goold J ، Huber M ، Riera A ، Rio Ld ، Skrzypczyk P. دور المعلومات الكمومية في الديناميكا الحرارية - مراجعة موضعية. مجلة الفيزياء أ: الرياضيات والنظرية. 2016 فبراير ؛ 49 (14): 143001. متاح من: / / doi.org / 10.1088 / 1751-8113 / 49/14/143001.
https://doi.org/10.1088/1751-8113/49/14/143001
[32] Wilming H، Gallego R، Eisert J. القانون الثاني للديناميكا الحرارية تحت قيود التحكم. المراجعة الفيزيائية E. 2016 أبريل ؛ 93 (4). متاح من: http: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.93.042126.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.93.042126
[33] Perarnau-Llobet M، Wilming H، Riera A، Gallego R، Eisert J. تصحيحات اقتران قوية في الديناميكا الحرارية الكمية. فيس القس ليت. 2018 مارس ؛ 120: 120602. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.120602.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.120602
[34] Alicki R. نظام الفتح الكمومي كنموذج للمحرك الحراري. مجلة الفيزياء أ: الرياضية والعامة. 1979 مايو ؛ 12 (5): L103-7. متاح من: https: / / doi.org / 10.1088 / 0305-4470 / 12/5/007.
https://doi.org/10.1088/0305-4470/12/5/007
[35] del Rio L، Åberg J، Renner R، Dahlsten O، Vidal V. المعنى الديناميكي الحراري للإنتروبيا السلبية. طبيعة سجية. 2011 يونيو ؛ 474 (7349): 61-3. متاح من:.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / nature10123
[36] Horodecki M، Horodecki P، Oppenheim J. التحولات العكسية من الحالة النقية إلى الحالة المختلطة والقياس الفريد للمعلومات. Phys Rev A. 2003 يونيو؛ 67: 062104. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.67.062104.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.67.062104
[37] Horodecki M، Oppenheim J. القيود الأساسية للديناميكا الحرارية الكمومية والنانوية. اتصالات الطبيعة. 2013 ؛ 4 (1): 2059. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms3059.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms3059
[38] Åberg J. التماسك التحفيزي. فيس القس ليت. 2014 أكتوبر ؛ 113: 150402. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.113.150402.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.113.150402
[39] Ng NHY ، Mancinska L ، Cirstoiu C ، Eisert J ، Wehner S. حدود التحفيز في الديناميكا الحرارية الكمومية. مجلة جديدة للفيزياء. 2015 أغسطس ؛ 17 (8): 085004. متاح من:.
https://doi.org/10.1088/1367-2630/17/8/085004
[40] Brunner N و Linden N و Popescu S و Skrzypczyk P. الكيوبتات الافتراضية ودرجات الحرارة الافتراضية وأسس الديناميكا الحرارية. Phys Rev E. 2012 مايو ؛ 85: 051117. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.85.051117.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.85.051117
[41] Linden N ، Popescu S ، Skrzypczyk P. أصغر المحركات الحرارية الممكنة. arXiv: 10106029. 2010. متاح من: https: / / doi.org/ 10.48550 / arXiv.1010.6029.
https: / / doi.org/10.48550 / arXiv.1010.6029
أرخايف: 10106029
[42] Monsel J ، Elouard C ، Auffèves A. آلة كمومية مستقلة لقياس السهم الديناميكي الحراري للوقت. معلومات الكم npj. 2018 نوفمبر ؛ 4:59. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1038 / s41534-018-0109-8.
https://doi.org/10.1038/s41534-018-0109-8
[43] Roulet A ، Nimmrichter S ، Arrazola JM ، Seah S ، Scarani V. المحرك الحراري الدوار المستقل. Phys Rev E. 2017 يونيو ؛ 95: 062131. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.95.062131.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.95.062131
[44] Kosloff R ، Levy A. محركات الحرارة والثلاجات الكمومية: الأجهزة المستمرة. المراجعة السنوية للكيمياء الفيزيائية. 2014 ؛ 65 (1): 365-93. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1146 / annurev-physchem-040513-103724.
https: / / doi.org/10.1146 / annurev-physchem-040513-103724
[45] Niedenzu W ، Huber M ، Boukobza E. مفاهيم العمل في المحركات الحرارية الكمومية المستقلة. الكم. 2019 أكتوبر ؛ 3: 195. متاح من: https: / / doi.org/ 10.22331 / q-2019-10-14-195.
https://doi.org/10.22331/q-2019-10-14-195
[46] von Lindenfels D ، Gräb O ، Schmiegelow CT ، Kaushal V ، Schulz J ، Mitchison MT ، et al. دوران المحرك الحراري مقترنًا بحذافة ذات مذبذب توافقي. فيس القس ليت. 2019 أغسطس ؛ 123: 080602. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.080602.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.080602
[47] سينغ V. التشغيل الأمثل لمحرك حراري كمي ثلاثي المستويات وطبيعة عالمية للكفاءة. بحوث القس الفيزيائي. 2020 نوفمبر ؛ 2: 043187. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.2.043187.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.2.043187
[48] Andolina GM ، Farina D ، Mari A ، Pellegrini V ، Giovannetti V ، Polini M. نقل الطاقة بوساطة الشاحن في نماذج قابلة للحل تمامًا للبطاريات الكمية. Phys Rev B. 2018 نوفمبر ؛ 98: 205423. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.98.205423.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.98.205423
[49] Andolina GM و Keck M و Mari A و Campisi M و Giovannetti V و Polini M. العمل القابل للاستخراج ودور الارتباطات والحرية المقاربة في البطاريات الكمية. فيس القس ليت. 2019 فبراير ؛ 122: 047702. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.047702.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.047702
[50] Janzing D، Wocjan P، Zeier R، Geiss R، Beth T. التكلفة الديناميكية الحرارية للموثوقية ودرجات الحرارة المنخفضة: تشديد مبدأ لانداور والقانون الثاني. Int J Theor Phys. 2000 ديسمبر ؛ 39 (12): 2717-53. متاح من: https: / / doi.org / 10.1023 / A: 1026422630734.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1023 / A: 1026422630734
[51] ستتر RF. الديناميات الإحصائية: نهج عشوائي للديناميكا الحرارية غير المتوازنة (الإصدار الثاني). شركة النشر العلمي العالمية ؛ 2. متاح من: https: / / books.google.pl/ books؟ id = Is2009DwAAQBAJ.
https: / / books.google.pl/ books؟ id = Is42DwAAQBAJ
[52] Barra F. Dissipative Charging of a Quantum Battery. بارا إف. رسائل المراجعة البدنية. 2019 مايو ؛ 122 (21). متاح من:.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.210601
[53] Mazurek P، Horodecki M. قابلية التحلل والبنية المحدبة للعمليات الحرارية. مجلة جديدة للفيزياء. 2018 مايو ؛ 20 (5): 053040. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / aac057.
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / aac057
[54] Mazurek P. العمليات الحرارية وحالة الإنجاز. Phys Rev A. 2019 أبريل؛ 99: 042110. متاح من: https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.042110.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.042110
دليلنا يستخدم من قبل
[1] RR Rodriguez، B. Ahmadi، G. Suarez، P. Mazurek، S. Barzanjeh، and P. Horodecki، "التحكم الكمي الأمثل لشحن البطاريات الكمية" ، أرخايف: 2207.00094.
الاستشهادات المذكورة أعلاه من إعلانات ساو / ناسا (تم آخر تحديث بنجاح 2022-10-17 14:07:51). قد تكون القائمة غير كاملة نظرًا لأن جميع الناشرين لا يقدمون بيانات اقتباس مناسبة وكاملة.
لا يمكن أن تجلب استشهد تبادل البيانات أثناء آخر محاولة 2022-10-17 14:07:49: لا يمكن جلب البيانات المستشهد بها من 10.22331 / q-2022-10-17-841 من Crossref. هذا أمر طبيعي إذا تم تسجيل DOI مؤخرًا.
نشرت هذه الورقة في الكم تحت نسبة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية (CC BY 4.0) رخصة. يظل حقوق الطبع والنشر مع مالكي حقوق الطبع والنشر الأصليين مثل المؤلفين أو مؤسساتهم.
